5g產業鏈之通信模組行業深度報告(元宇宙行業深度:未來展望、產業鏈及相關公司深度梳理)
(報告出品方/分析師:慧博智能)
元宇宙究竟是什么?
一個得到廣泛認同的觀點是:元宇宙是繼 PC 互聯網、移動互聯網之后的下一代互聯網形態,以及更廣義的數字化總和;以 3D 化、UGC、更長在線時間為突出特點,包含 XR、AI、5G 等技術在 C 端和 B 端的全面應用,最終指向的是數字化生存。
元宇宙內涵極為豐富,包含互聯網、產業數字化、智能化、物聯網、高算力設備、高速無線通信等領域和技術。
那么,為什么是元宇宙?國內外有什么相關政策?元宇宙的產業鏈上都有哪些細分行業和公司?未來會向什么方向發展?下面我們一一進行分析。
一、為什么是元宇宙?
1、技術供給層面,元宇宙相關技術的發展已經到規模化應用的臨界點
根據《2020-2021 元宇宙發展研究報告》,技術的發展與應用規模化普及被視為“元宇宙”得以推進的關鍵。十余年來,AI、VR、AR、5G、大數據、數字孿生、云計算、區塊鏈等技術長足發展,但尚未出現結合這些技術的消費級產品理念,“元宇宙”則是對系統新型技術的統攝性產品化想象,可統合諸多新興技術,將其導向可落地的產品形態。
應用生態日益完善,在元宇宙發展的基礎階段,應用將主要集中于游戲、短視頻等社交場景。發展至延伸應用階段,將逐步向教育、醫療、建筑設計等場景拓展。進一步發展至應用生態階段時,全景社交將成為虛擬現實終極應用形態之一。
2、需求層面,新冠疫情減弱人們在物理世界的聯系,加強了虛擬交互需求
新冠疫情隔離政策加速了社會生活虛擬化和線上生活常態化,人們對 VR/AR 概念認知度陡然提升,“宅經濟”快速發展促使 2021 年成為人類社會虛擬化的臨界點,現實世界疊加虛擬應用創造出廣闊商業潛能,元宇宙成為資本青睞的新出口和用戶具身交互新體驗需求的落實點。虛擬產品與應用需求增長,需求端的不斷膨脹推動其產品應用的不斷更新創造,進而加速推動元宇宙概念的爆發。
3、短期突破口在“社交+游戲”場景,長遠看“元宇宙”最終可能催生線上線下一體的新型社會關系
目前元宇宙產業仍處于“社交+游戲”場景的奠基階段,還遠未實現全產業覆蓋和生態開放、經濟自洽、虛實互通的理想狀態。
元宇宙的概念布局仍集中于 XR 及游戲社交領域,技術生態和內容生態都尚未成熟,場景入口也有待拓寬,理想愿景和現實發展之間仍然有漫長的距離。
根據清華大學新媒體研究中心執行主任沈陽教授觀點,“元宇宙”一方面拓展了人的生存維度,人將生活在現實世界和虛擬世界融合的綜合環境中;另一方面拓展了人的感官維度,帶來了現實與虛擬世界的視覺、聽覺、觸覺相結合的綜合感官。
二、國內外政策
1、國內
我國中央層面尚未有明確的官方政策指引,但多個地方政府已經出臺元宇宙相關扶持政策,如上海、武漢、合肥、無錫、北京等地相關政策文件中均提及元宇宙的發展,中紀委網站發表文章中提到“世界上沒有稱為“元宇宙”的單一技術,元宇宙是現有各種技術的組合和升級,可以理解為“3D 版的互聯網”。
擴展現實技術……。數字孿生技術……。”文章表明了對元宇宙底層技術的支持態度。
2、國外
國外政府對元宇宙態度不一,但總體保持樂觀。
三、產業鏈梳理
1、概述
元宇宙的產業鏈可以分為終端、承載、使能、計算和內容五個層面。
內容和終端是元宇宙的入口,通過 VR/AR、游戲等內容在終端呈現,實現元宇宙的開放互聯和沉浸體驗;使能層通過 AI、區塊鏈、3D 引擎渲染建模等技術,構建虛擬世界、現實世界的數字孿生、經濟系統等;承載和算力則是元宇宙的技術底座,元宇宙終端交互場景多樣,內容應用豐富,VR/AR、全息影像、體感技術帶來海量數據計算和傳輸需求,帶動算力和網絡技術迭代,拉動 ICT 基礎設施建設,從而又創造出更多的場景和內容。
內容和終端部分大家平時接觸的比較多,我們簡略說一下。
使能、計算、承載部分大家平時接觸的可能相對比較少,我們介紹的會詳細一些。
2、內容
游戲是目前最靠近元宇宙的 “入口”,內容體驗將從游戲繼續進化。同時,內容應用覆蓋人類日常的各種生活場景,為用戶提供更多娛樂、社交、消費、學習和工作的內容。未來還將擴展至虛擬社區構建,加強和物理世界的融合。
從構成元宇宙游戲的基本元素考慮,未來游戲內容大體可以劃分出四個基本屬性:
即可消耗的內容(基石)、社交屬性(基石)、經濟體系、XR 虛擬現實設備。
可消耗的內容+社交屬性的融合構成了過去二十年游戲行業的主導品類 MMO 網絡游戲,可消耗的內容+社交屬性+商業經濟體系構成了許多生命力極強的游戲如夢幻西游。
這兩項組合存在相對成熟的模式與內容。
目前可以看到的探索品類主要包括 XR 虛擬現實與現有元素的結合:如 Horizonworkrooms(Meta 出品的 3D 虛擬辦公軟件)、VR Chat(社交型 VR 游戲)、以及一些純 VR 游戲(如節奏光劍)。同時基于 NFT 打造經濟體系的鏈游也是目前正在崛起的新方向,但其底層邏輯能否長期成立以及相關的法律確權問題是仍需要不斷探索的。
四種基本屬性完全具備后才有可能達成理想狀態下的元宇宙游戲(如電影《黑客帝國》與《頭號玩家》的雛形),但不可否認當前離理想態仍有較遠的距離。因此目前的討論將以當前已有明確探索方向的內容為主,如 VR 游戲、UGC 內容與區塊鏈游戲。
從應用場景看,雖然游戲仍占 VR 內容的絕大多數,但場景正在逐漸豐富。隨著技術和設備的進一步突破,產業體系也將隨之更加完善,社交、辦公、視頻等更多應用場景有望進一步拓寬。
3、終端
當前 VR/AR 頭顯被普遍認為是進入元宇宙空間的主要終端 , 此外還包括可穿戴設備、腦機接口等進一步提升沉浸度的設備。
通過多形態交互設備、高精度傳感器件、多類型終端計算、高質量交互傳輸、全息影像、體感技術,從場景、器件、技術等不同側面增強沉浸式體驗。XR 作為元宇宙入口,有望復刻手機產業鏈成長歷史。
VR 設備和手機采用的芯片和操作系統類似,最大的區別在于顯示方式的不同,未來 VR 有望成為代替手機的移動智能設備,復刻手機產業鏈成長歷史。
根據 VR 陀螺統計,2021 年全球 VR 頭顯設備出貨量首次超過 1000 萬臺,達到 1110 萬臺,同比增長 66%,AR 頭顯設備出貨量達 57 萬臺,同比增長 43%。根據 VR 陀螺統計,2022H1,全球 VR/AR 頭顯設備出貨量分別為 684、29.6 萬臺。
VR 各環節相關情況及代表公司:
4、使能
使能層通過 AI、區塊鏈、3D 引擎渲染建模等技術,構建虛擬世界、現實世界的數字孿生、經濟系統等,幫助構建元宇宙體系,增加元宇宙真實性。
(1)虛擬人
虛擬人指的是存在于非物理世界中,由計算機圖形學、圖形渲染、動作捕捉、語音合成等計算機手段創造及使用,并具有多重人類特征的產物,代表性應用有虛擬主播、虛擬助手、虛擬 KOL、虛擬品牌形象等。在元宇宙熱潮中,虛擬人行業有望高速發展,虛擬人有望從虛擬世界逐漸走向物理世界。
根據虛擬數字人深度產業報告預測,2030 年我國虛擬數字人行業整體市場規模有望達 2700 億,目前市場仍處于前期培育階段。
得益于虛擬 IP 潛力,未來身份型虛擬人占據主導地位,總規模超過 1750 億;服務型虛擬人則穩步發展,總規模超過 950 億。
我們認為隨著元宇宙生態的不斷發展,虛擬人行業將迎來高速發展并借助 AI 實現虛實共生的最終形態。
虛擬人產業鏈的核心位于中游,下游應用場景有望持續擴展。
虛擬數字人產業鏈上游由內容制作類、工具類廠商構成,中游則分為垂直虛擬人、互聯網技術廠商、AI 廠商、XR 廠商等,下游場景涉及到企業服務、文娛、品牌代言等領域。虛擬人為元宇宙豐富了的內容支撐,將成為未來國內元宇宙發展的重要抓手。
虛擬人應用場景 ToB 端方案不斷完善,ToC 端利用元宇宙互動社交屬性滲透賦能各行業。
隨著元宇宙中虛擬人行業的高速發展,目前 ToB 端探索行業應用解決方案成為主流,并借助元宇宙互動社交屬性逐步 向 ToC 端滲透。
虛擬人已覆蓋傳媒、游戲、金融、文旅等領域,且可以根據用戶實際需求提供定制化服務,實現了真實人類虛擬化身的身份智能,具備了在偶像造星、游戲、陪伴服務等領域下商業變現的能力,國內互聯網大廠紛紛加大力度打造虛擬藝人。
(2)NFT
數字藏品(NFT)是元宇宙經濟體系中的通證,確保信息真實性與唯一性。
相比同質化代幣(FT),NFT 也稱為非同質化代幣,是一種不可分割且獨一無二的數字憑證,能夠映射到特定資產,將該特定資產的相關權利內容、歷史交易流轉信息等記錄在其智能合約的標示信息中,并在對應的區塊鏈上給該特定資產生成一個無法篡改的獨特編碼,提供了虛擬物品確權和溯源的機制,確保其唯一性和真實性。
NFT 本質上實現了虛擬物品的資產化,賦能元宇宙內容生態。
NFT 實現了虛擬資產的“證券化”,虛擬數字資產通過代幣化,可以在二級市場上進行交易,從而帶來了價值重估以及靈敏的價格反應機制,從而使得數字資產擁有可交易的實體,代表了虛擬世界區塊鏈上數字資產的歸屬權,保證了游戲、藝術品、收藏品、數字音樂及虛擬世界等領域資產數字化的可行性,將現實與虛擬世界的經濟體系連接起來,并且對社區內的優質內容可給予更多的經濟獎勵,這將促進元宇宙七大要素中創作者經濟的發展。
7 月 12 日,上海市政府辦公廳印發《上海市數字經濟發展“十四五”規劃》,在這一規劃中,強調了元宇宙底層核心技術研發、感知交互的新型終端研制、系統化虛擬內容建設三大內容,再次提示了“虛實交互”的實現路徑。
支持龍頭企業探索 NFT 交易平臺建設,研究推動 NFT 等資產數字化、數字 IP 全球化流通、數字確權保護等相關業態在上海先行先試。
《規劃》提出著力發展區塊鏈開源平臺、NFT 等商業模式,加速探索虛擬數字資產、藝術品、知識產權、游戲等領域的數字化轉型與數字科技應用。
由此上海成為國內首個將 NFT 交易平臺探索列入“十四五規劃”、公開表述元宇宙發展創新思路并在之后不斷加大元宇宙相關的支持力度的城市。《規劃》利好數字藏品賽道的同時為行業未來規范發展指出方向,互聯網公司紛紛入局數字藏品賽道。
5、計算
元宇宙是一個需要三維呈現的虛擬世界,里面的物理計算、圖像渲染、人工智能、動作捕捉、觸覺反饋等都需要大量的算力支持。
標準的摩爾定律曲線只能讓算力在未來五年內實現約 8 倍或 10 倍的增長。終端設備算力有限,上云計算是必然趨勢。
為了支持元宇宙的海量接入、真實建模與交互、大規模虛擬內容的創作與體驗,需要通過算力基礎設施將計算能力從終端解放,并支持強大的云渲染及三維重建能力以及人工智能能力等。
邊緣計算解決帶寬和時延問題,主要表現為 CDN (Content Delivery Network, 內容分發網絡) 演進升級+云計算資源下沉。
邊緣計算進入規模化建設期,未來五年邊緣計算市場規模增速達19%。
(1)芯片
人工智能是未來元宇宙中主要的生產工具,數據是生產要素,越來越多的內容由 AI 生成。IDC 預測,到 2025 年,將有 414 億臺物聯網設備,期間將產生 73147EB 數據,其中約四分之一是實時生成的。
人工智能按照計算場景可分為云端和終端。
NVIDIA 將深度學習計算場景分為三大類:數據中心的訓練、數據中心的推斷和嵌入式設備的推斷。
不同計算場景對 AI 芯片產生不同要求,云端訓練和推理時對芯片的計算能力要求極高,而終端對低功耗要求和反應時延較高。
隨著人工智能向邊緣側的轉移,AI 行業 應用得到了極大擴展,也將成為元宇宙時代內容的主要生產工具。
根據德勤的分析,現在的 AI 計算已經在制造業、政府、零售、電信、醫療等不同應用場景下獲得應用。據市場咨詢公司 ABIResearch 的數據顯示,預計到 2025 年,邊緣 AI 芯片市場的收入將達到 122 億美元,云 AI 芯片市場的收入將達到 119 億美元,邊緣 AI 芯片市場將超過云 AI 芯片組市場。
異構集成+存算一體化是邊緣 AI 芯片的核心競爭點。
傳統計算與存儲設備分處不同的模塊,CPU 需先對存儲硬盤上的數據進行讀取、搜索、加/解密、壓縮等操作。
但 AI 等應用的興起,數據處理量不斷上升,存算分離模式無謂的信息傳輸不僅增加了計算延遲,也提升了相關功耗。
根據臺積電此前對存內計算的研究,數據移動所消耗的能量甚至大于計算的能量消耗。
與傳統方式相比,計算存儲模塊減少數據檢索時間 90%,節省能耗 60%。在存內計算方面,三星走在業界前沿,其開發的具有計算功能的 HBM2 內存已經開始在實際產品上進行驗證測試,將 HBM-PIM 與 Xilinx Alveo AI 加速計算服務器集成,將提升系統整體性能 2.5 倍,同時降低能耗 60%以上。
元宇宙時代對計算量的需求,已經超過了通用 CPU 的發展速度,僅通過提升 CPU 時鐘頻率和內核數量而提高計算能力的傳統方式遇到了散熱和能耗瓶頸。
需要 GPU、FPGA、ASIC 等不同類型指令集和體系架構的計算單元,去配合 CPU 組成系統的計算方式。目前“CPU+GPU”以及“CPU+FPGA”都是受業界關注的異構計算平臺。
相關公司布局:
將計算、存儲和網絡資源移動到邊緣側,英特爾推出 Xeon D 系列處理器。面向人工智能和超算需求,英偉達推出 Grace 多模塊芯片。AMD 收購賽靈思,補齊 FPGA 產品線。
(2)服務器
2021 年上半年全球 AI 服務器市場同比增長率超過全球 AI 整體市場增長率 22.4%(含硬件、軟件及服務),成為 AI 整體市場增長的驅動力量。
預計在 2025 年全球 AI 服務器市場規模將達到 277 億美元,五年復合增長率為 20.3%。國內數字經濟的發展和 AI 應用的落地引領中國 AI 計算市場的不斷增長。
據 IDC 數據,中國 AI 算力占全球市場的 40%左右,2021 年上半年加速服務器市場規模達到 23.8 億美元, 同比增長 85.1%;到 2025 年市場規模將達到 108.6 億美元。
加速計算服務器市場供應商集中度高,客戶側需求上漲顯著。
2021 年上半年,從服務器廠商銷售額角度看,全球 AI 服務器 Top3 是浪潮、戴爾、HPE,分別占有 32.6%/20.2%/13.8%的市場份額;浪潮、寧暢、華為位居國內前三,占據了 70%的市場份額。
從行業的角度看,互聯網依然是最大的采購行業,占整體加速服務器市場 60%以上的份額,同比 2020 年有 90%以上的增長,此外金融、服務、電信、制造和能源行業均有超過 50%的上漲。
邊緣服務器市場將迎來由點到面的快速增長。
邊緣計算與人工智能、5G、物聯網等新興技術的結合,疊加能源、交通、制造等行業需求的驅動,預計未來五年邊緣計算服務器將成為服務器市場增長最快的子市場之一。
根據 IDC,2020 年中國邊緣計算服務器的整體市場規模為 26.55 億美元,未來五年 CAGR 將達到 22.0%,高于全球 19.6%的平均增速。
從出貨數量看,2020 年中國邊緣定制服務器市場排名前三的廠商依次為浪潮、新華三和華為,TOP3 廠商占據全國 53%市場份額。
(3)云計算與邊緣計算
邊緣計算采用“云-邊-端”架構,核心邏輯是中心資源下沉。
邊緣計算從上至下可分為中心云、邊緣網絡和終端設備三級,其中中心云由集中式的數據中心和核心網構成,提供最密集的 IT 資源,同時是整個計算網絡的總協調中心;邊緣網絡是指從中心云到終端設備這一路徑上的所有 IT 資源,包括計算資源、存儲資源和網絡資源;終端設備并非孤立運行,而有可能作為邊緣計算的一部分被邊緣網絡調度以提供相應的 IT 資源。
通過將邊緣計算與云計算相結合(即“邊云協同”),使邊緣節點聚焦于實時、短周期的數據處理,而中心節點聚焦于非實時、長周期的數據處理(以防止邊緣節點計算飽和),如此一來可以極大地緩解網絡帶寬與數據中心壓力,同時增強服務請求的響應能力。
邊緣計算是云計算的延伸, ICT 巨頭將云計算能力逐步擴展到邊緣側,推出邊緣計算架構和平臺。基于自身強大的 IaaS 和 PaaS,云計算企業采用分布式技術將算力和存儲向外進行拓展和延伸,自上向下、由內而外覆蓋邊緣計算,而控制中心仍牢牢地掌握在中央節點里。
根據國際數據機構 Statista 最新報告顯示,云平臺廠商中亞馬遜 AWS 繼續領跑,市場份額為 32%,微軟 Azure 位居第二,市場份額為 21%,第三名的谷歌云份額為 8%。
這些云平臺廠商沿著公有云規模擴張、成本降低、SaaS 應用帶動用量增長的預定軌跡前進。
(4)CDN 與邊緣計算
CDN 與生俱來的邊緣節點、低延時和低帶寬屬性,令其在邊緣計算市場具備先發優勢。
CDN 服務的主要目的是緩存大量靜態文件,依托部署在各地的邊緣服務器,通過中心平臺的負載均衡、內容分發、調度等功能模塊,將其分發給距離它們最近的用戶,使用戶就近獲取所需內容,提高用戶訪問的響應速度。
CDN 通過緩存內容由靜態向動態轉變,實現向邊緣計算的演進,目前海外主要 CDN 廠商如 Akamai 早在 2003 年就與 IBM 合作邊緣計算,在其 WebSphere 上提供基于邊緣 Edge 的服務;fastly 選擇 SSD 固態硬盤來存儲緩存的數據,并為其 POP 服務器編寫了一個自定義存儲引擎,使其區域 POP 的緩 存命中率最大化;國內網宿科技 2016 年開始建設邊緣計算網絡,2017 年逐步推出邊緣計算微服務,并逐步開放邊緣 IaaS 和 PaaS 服務。
從全球 CDN 行業市場規模來看,近幾年 CDN 行業得到迅速增長。
據統計,2020 年全球 CDN 行業市 場規模為 160 億美元,同比上漲 35%,預計接下來 5 年都會以 20-25% 速率增長。
從我國市場規模來看, 據統計,2019 年我國 CDN 行業市場規模為 216 億元,同比上漲 20.0%,年均復合增長速度為 32.44%,增速快于全球。預計 2022 年我國 CDN 行業市場規模將達到 298 億元。
(5)預制模塊化數據中心
邊緣計算滿足低延時需求,降低長距離海量數據的傳輸成本,未來將帶動邊緣數據中心站點建設需求,打開預制模塊化架構市場空間。
與每個數據中心采用獨特的設計和構建相比,預制模塊化(PFM)可以降低復雜性、成本和時間,滿足敏捷性和全球一致性需求的邊緣數據中心建設。
根據 451 research,2020 年全球預制模塊化數據中心市場規模 44 億美元,預計未來五年 CAGR14.4%。
國內市場方面,2013 年至今,國內模塊化數據中心市場規模由 30 億元增長至 63 億元,我們預測 2025 年達到百億市 場,年復合增長率 11%。
模塊化數據中心市場分散、碎片化,具備成本優勢和定制化解決方案能力的公司有望脫穎而出。
據 Frost Sullivan 數據顯示,2020 年模塊化數據中心市場,前五大廠商占 46%市場份額,其中華為獨占 21%,其余廠商維諦、艾特網能、施耐德、科華恒盛和曙光節能同屬第二梯隊,市場份額均在 5%-7%左右,競爭格局尚不明朗。
未來隨著邊緣數據中心興起,模塊化數據中心快速建設并交付的優勢將集中體現,市場需求持續旺盛,控制運輸成本和前期建設材料成本將成為決定盈利能力的關鍵。
(6)相關公司梳理:
數據中心 AI 芯片:英特爾、英偉達、AMD。
邊緣服務器+AI 服務器:浪潮、華為、新華三、戴爾、HPE。
云計算:亞馬遜、微軟、谷歌、阿里、騰訊、中國移動(移動云)、中國電信*(天翼云)。 CDN:Akamai、Cloudflare、Fastly、網宿科技。
預制模塊化數據中心建設:華為、維諦技術、施耐德、艾特網能。
6、承載
元宇宙內容場景要求高帶寬低延遲,為用戶帶來實時、流暢的完美體驗。
視頻類等弱交互 VR 業務對帶寬需求 180Mbps,時延低至 10ms;而游戲類等強交互 VR 業務中,帶寬需求可達到 2Gbps-5Gbps,時延需求低至 5ms。這就要求網絡基礎設施增強網絡能力,提升帶寬、時延等性能,通過去中心化的網絡架構及與算力基礎設施的協同融合,支撐元宇宙的超低時延、超大帶寬需求。
(1)5G、6G
目前中國 5G 基站建設數量達到 142.5 萬座,在全球 5G 市場份額已占到約 70%;
截止到 2021 年 11 月 底,三大運營商 5G 套餐用戶達 7.03 億戶,中國移動、中國聯通和中國電信 5G 套餐用戶數分別為 3.74/1.49/1.79 億戶,在移動用戶中滲透率分別為 39.1%/47.1%/48.1%。
未來 XR 將成為網絡承載的業務主體,要求清晰度從 8K 向 16K/32K 甚至更高升級;
基礎通信業務從滿足現有以清晰話音為主的通信方式向全感知、交互式、沉浸式通信方式演進,使能個人消費體驗升級。
元宇宙有望以其豐富的內容場景打開 5G 的 C 端需求,提升 5G 網絡的覆蓋率。
長期來看,元宇宙不僅是 C 端的沉浸式內容應用,而且是面向 B 端各行業場景,賦能行業生產效率提升。例如,面向 C 端的 XR 終端提高沉浸感,同樣面向行業應用的 AR 業務場景也將從單終端通信演進到多 XR 協同交互。
這就要求 5G 從當前以消費者為中心的移動寬帶網絡成長為行業數智化和工業互聯網核心網絡。
根據 5G-Advanced 網絡技術演進白皮書預計,5G-Advanced 最早將在 2024 年開始商用部署,推動 5G 網絡性能提升 10 倍,使 5G 能夠融入垂直行業,助推云 XR、元宇宙的發展。
據 GSMA 預測, 在未來 5 年中,5G 連接數將從 2020 年的 2 億增加到 2025 年 18 億,占全球移動連接總數的四分之一。
元宇宙成熟是一個長期演進的過程,與其相伴的是無線通信技術的長期演進。
2021年 6 月,IMT2030(6G)推進組發布了《6G 總體愿景與潛在關鍵技術白皮書》,這一白皮書對 6G 的應用場景進行系統闡述,提出面向 2030 年及未來,6G 網絡將助力實現真實物理世界與虛擬數字世界的深度融合,構建萬物智聯、數字孿生的全新世界。
總體來看,元宇宙給無線通信帶來機遇與挑戰,一方面要求更低時延、更高帶寬的網絡優化,另一方面,擴展了通信技術在 B 端的應用。
對運營商而言,目前正處在 4G 向 5G 過渡的階段,業務結構重心由 C 端向 B 端轉移,B 端業務有望成為增收引擎。
對設備商而言,2021 年全球電信設備市場收入接近 1000 億美元,同比增長 7%,Top7 供應商占比約為 80%,未來市場規模將進一步打開,市場份額有望向華為、中興等主設備商集中。
(2)10/50G
PON、WiFi6、光模塊及光纖光纜百兆寬帶基本普及,全千兆寬帶覆蓋步入快車道。
截止到 2021 年 11 月末,我國千兆用戶規模達到 3386 萬戶,在寬帶用戶中占比達 6.3%,其中 11 月份單月凈增 861 萬戶。
2022 年 1 月國務院印發的《“十四五”數字經濟發展規劃》中,預期到 2025 年我國千兆寬帶用戶將達到 6000 萬戶,從目前的發展情況來看,千兆用戶規模將會遠超預期。
基于 PON 技術架構的 FTTR 千兆寬帶組網方案,將光網絡末端進一步下沉,延伸至各個房間。
PON 無源光網絡具有組網靈活、建網速度快、投資成本低、抗干擾、易維護、可靠性高的優點,廣泛應用在云數據中心、物聯網、5G 通信、安防監控、智慧交通、智慧城市等領域,在傳輸接入網中普及率不斷提高,有望替代傳統有源光網絡,成為光纖網絡發展趨勢。
無源光網絡可受益于物聯網、5G、智慧城市等產業規模不斷擴大,無源光網絡需求規模不斷增長。目前正由 10G PON 向 50G PON 發展,驅動千兆寬帶覆蓋。
Dell'Oro Group 的最新報告顯示,全球寬帶接入設備市場總收入在 2021 年增至 163 億美元,同比增長 12%。增長再次來自于 PON 基礎設施和固定無線 CPE 的支出,其中 PON 設備支出同比增長 32%。
FTTR 技術方案通過加裝 FTTR 光網關實現光纖入屋,提供組網靈活性。
FTTR 將是運營商實現家寬業務差異化、精細化運營,打造家庭網絡品牌,提升用戶 ARPU 值的一種有效手段。伴隨運營商對家庭寬帶設備的加速集采,FTTR 部署將提升整體光通信(光纖光纜、光傳輸、光模塊)市場需求。
雙千兆計劃疊加 FTTR 組網方案帶動光纖光纜市場需求。
根據工信部數據顯示,2014-2021 年中國光纜線路長度呈現逐年上升趨勢,從 2014 年的 2061 萬公里上升至 2021 年 5488 萬公里。
在長途用方面,中國長途光纜線路長度也呈現波動上升趨勢,從 2014 年的 93 萬公里上升至 2021 年的 112.6 萬公里。
在全球光纖光纜市場,中國光纖光纜供應量占全球的近 60%,長飛、中天、亨通、富通、烽火分別以 9.14%/8.28%/7.94%/7.49%/6.48%的市場份額排進世界前十大供應商。
光模塊向高速率形態演進,行業向龍頭企業集中趨勢顯著,國內企業逐漸崛起。
2020年全球光模塊市場規模 80 億美元,預計 2026 年將達到 145 億美元,未來數通市場需求是光模塊成長的主要驅動。
2020年數通光模塊市場規模約 38 億美元,預計 2024 年達到 83 億美元,年復合增長率約為 20%。
400G 光模塊進入批量供應階段,是未來數通光模塊的主要增長點。
龍頭企業規模優勢促使光模塊企業并購重組,行業 CR5 市場份額從 2015 年的 44%,上升至 2019 年的 62%。
在 lightcounting 評選全球前十大光模塊企業中,中際旭創排名第二位,其他國內企業,如華為、海信、光迅科技、新易盛和華工科技進入前十。
市場份額方面,中際旭創、海信寬帶、光迅科技、華工科技進入全球市場份額前十,占比達到 30%。
(3)WiFi6
WiFi 技術經歷六代技術革新,目前最新的 WiFi6/6E 支持 2.4/5GHz 頻段,速率可達 9.6Gbps。
WiFi 6/6E 及 WiFi 7 將是元宇宙時代必備的無線通信規格。
WiFi6 設計之初,就是為了應對高密度無線接入和高容量等無線業務,比如室外大型公共場所、高密度場館、室內高密度無線辦公、電子教室等場景。
這些場景中接入 WiFi 網絡的客戶端設備呈現巨大增長,雖然現在的 WiFi5 也能夠提供大帶寬能力,但是隨著密度不斷上升,其吞吐量性能遇到瓶頸。
WiFi 6 通過引入多用戶特性達到提升高密集網絡中 WiFi 性能的目的,與 WiFi5 相比,WiFi6 速率最高可達 9.6Gbps,時延最低可到 10ms,可支持最多 128 人同時上網,終端功耗降低 30%預計將在 2025 年現身的 WiFi 7,目標是部署在 2.4/5/6Ghz 頻段,傳輸速率可達到 30Gbps。
元宇宙時代,萬物開放互聯,新型終端和應用場景擴展 WiFi 市場邊界。
根據 Gartner 數據顯示,至 2020 年,全球物聯網設備量將達到 204 億臺,2016-2020年復合增長率為 34%;到 2025 年,所有物聯網連接中的 72%將使用 WiFi 和藍牙技術。
全球物聯網 WiFi 芯片出貨量將于 2022 年達到 49 億顆, 而 WiFi6 芯片將快速成長到超過 20 億套。亞馬遜(Amazon)、Google、阿里巴巴、小米及其他 OEM,都在推動發展語音助理和智慧家庭功能,Google 及 Amazon 都在前述裝置納入 802.15.4,而 BLE 網狀網絡在中國也應用于多種語音助理裝置,以便控制 BLE 網狀網絡照明及其他智慧家庭功能。未來隨著 物聯網的爆發,WiFi 6 也將強有力滲透市場。
WiFi6 憑借高速率、低時延和多連接的能力,將成為元宇宙、XR、邊緣計算等前沿應用場景的關鍵網絡技術。
根據 IDC 數據顯示,2020 年我國 WLAN 市場總體規模達到 8.7 億美元,其中 WiFi 6 占比 31.2%,規模達 2.7 億美元,2021 年市場規模接近 4.7 億美元。
截至 2021 年底,全球 WiFi 6 終端出貨量超過 20 億臺,占全部 WiFi 終端出貨量的 50%以上,2025 年有望增長至 52 億臺。WiFi6 的市場份額還在逐步上升,預計 2022 年 WiFi6 芯片年出貨量將超過 10 億顆,56%的新款終端將會支持 WiFi6,預計到 2024 年 WiFi6 將成為主流標準。
WiFi6 產品滲透,推動企業 WLAN 市場。
2021 年企業和消費 WLAN 市場收入 172 億美元,同比增長 6.5%。其中企業 WLAN 市場受到 WiFi6 標準的推動,收入 76 億美元,增速達 20.4%,WiFi 6 接入點占非獨立接入點(AP)業務收入的 75.1%。
消費級 WLAN 市場在第四季度同比下降了 10.1%,全年下降了 2.5%。WiFi 6 產品在消費者市場繼續增長,占該市場總收入的 28.2%和出貨量的 13.1%,但 WiFi 5 仍然占總收入的大部分(61.4%)和出貨量的大部分(63.6%)。
從市場競爭來看,top5 企業市場份額超過七成,市場集中度進一步提高。
中高端 WiFi 芯片市場壁壘高,本土企業瞄準應用廣闊的物聯網場景切入 WiFi 芯片賽道。
根據 BCC Research 預測,全球 WiFi6 芯片組市場規模將會從2021年的 34 億美元增長至2026年的 91 億美元,CAGR21.7%。
從目前市場情況來看,WiFi6 芯片主要分為路由器 WiFi6 芯片、物聯網 WiFi6 芯片以及手機終端 WiFi6 芯片。
高通、博通、聯發科等老牌 IC 設計企業在手機終端和路由器高端 WiFi6 芯片市場占據領先地位,智能手機主流機型均搭配其 WiFi 芯片。
國內企業主要布局物聯網 WiFi6 芯片,樂鑫科技、博通集成等本土廠商已推出相關芯片;布局路由器 WiFi6 芯片的企業相對較少,主要有華為、矽昌通信等。
(4)相關公司梳理:
通信運營商:中國移動、中國聯通、中國電信,AT&T,Verizon。
通信設備商:華為、中興通訊、愛立信、諾基亞。
光纖光纜:長飛光纖、亨通光電、烽火通信、中天科技。
光模塊:中際旭創、新易盛。
WiFi6 芯片:樂鑫科技、博通集成、矽昌通信、高通、聯發科、博通。
四、未來展望
元宇宙的發展可能會有幾個關鍵階段:
第一階段:元宇宙的發展將集中于VR/AR/MR硬件以及社交、游戲、視頻等可以給用戶帶來強烈沉浸感的內容領域。其中,具有沉浸感的內容體驗是這個階段最為重要的形態之一,并帶來較為顯著的用戶體驗提升。
第二階段:元宇宙的滲透主要發生在娛樂內容之外的生產、生活領域,物理世界的數字化程度更高,帶來的線上線下打通也會更加徹底,智慧城市、智慧物流等極大提升生產生活效率。
第三階段:元宇宙終局形態,這是一個開放式的命題,盡管沒有人可以預測,但是我們依然期待未來的科技發展,讓更多的人可以受益于此。
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